一種粉末冶金材料注射成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金材料注射成型方法，先將水霧化鐵粉、還原鐵粉、不銹鋼粉、氧化鋅粉和四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到混合粉末，然后將碳酸乙烯酯、2-氰基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酰胺和甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌均勻得混合物一，在將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻后放入模具中，在真空條件下，加熱壓制成型，得到壓坯，再將壓坯在惰性氣體保護(hù)的條件下加熱一定時(shí)間后得到初品，最后將初品在真空條件下加熱并保溫后降至室溫，得到粉末冶金材料。本發(fā)明解決了生產(chǎn)過程中混料不均勻的問題，使得最終產(chǎn)品密度提高，拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)，同時(shí)提高了表面硬度。
【專利說明】一種粉末冶金材料注射成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種粉末冶金材料注射成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金注射成型工藝（linjectionmoulding簡(jiǎn)稱MIM)是一種將粉末冶金與塑 料注射成型工藝相結(jié)合的新型制造工藝技術(shù)，該工藝適合大批量生產(chǎn)小型精密三維形狀復(fù) 雜以及具有特殊性能要求的金屬零部件的制造，燒結(jié)產(chǎn)品不僅具有與塑料注射成型所得到 的制品一樣的復(fù)雜形狀和高精度，而且具有鍛造件接近的物理，化學(xué)性能和機(jī)械性能。它可 以制造絕大多數(shù)難熔金屬及其化合物，多孔材料，它比鑄造工藝產(chǎn)品具有毛坯少，不需要或 很少需要隨后的機(jī)械加工，故能大大節(jié)約金屬材料，降低產(chǎn)品成本。
[0003] 粉末冶金注射成型工藝的特點(diǎn)在于，粉末冶金注射成型主要是將傳統(tǒng)粉末冶金技 術(shù)與現(xiàn)代塑料注射成型工藝相結(jié)合而形成的一種零部件新型成型技術(shù)，其可以直接制造出 具有最終形狀的零部件，最大限度地減少機(jī)加工量和節(jié)省原材料，解決了多年來一直困擾 粉末冶金領(lǐng)域的復(fù)雜形狀制品成形難的問題；而且該技術(shù)的材料適應(yīng)性廣，凡是可以制成 粉末的金屬、合金、陶瓷等均可用此技術(shù)制成零部件。此外，該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化連 續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，材料性能優(yōu)異，產(chǎn)品尺寸精度高，因此受到廣泛重視。目前使用采用粉 末冶金注射成型工藝制備的鐵基材料密度能達(dá)到6. 5-7g/cm3左右，抗拉性能也不高，表面 硬度也很難滿足需要，因此需要綜合性能更好的粉末冶金材料來滿足市場(chǎng)需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種粉末冶金材料注射 成型方法，解決了生產(chǎn)過程中混料不均勻的問題，使得最終產(chǎn)品密度提高，拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)， 同時(shí)提高了表面硬度。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0007] 步驟一，以重量份計(jì)，將40-50份水霧化鐵粉、20-30份還原鐵粉、5-10份不銹鋼 粉、2-6份氧化鋅粉和3-6份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為100-200ym的混 合粉末；
[0008] 步驟二，以重量份計(jì)，將3-8份碳酸乙烯酯、5-10份2-氰基丙烯酸乙酯、2-6份聚 乙烯醇縮丁醛、1-4份丙烯酰胺和1-4份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均 勻，得到混合物一；
[0009] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二；
[0010] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0.01-0. 〇5MPa的條件下，加熱到 160-180°C下壓制成型，得到壓坯；
[0011] 步驟五，將壓坯在惰性氣體保護(hù)的條件下加熱到350-380°C，保持40-60分鐘，得 到初品；
[0012] 步驟六，將初品在真空度為0. 001-0. 004MPa的條件下加熱到1150-1200°c，保溫 200-250分鐘，然后降至室溫，得到粉末冶金材料。
[0013] 所述的粉末冶金材料注射成型方法，步驟二中攪拌混合的條件可以為攪拌速度 130-150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度60-70°C，攪拌時(shí)間30-50分鐘。
[0014] 所述的粉末冶金材料注射成型方法，步驟三中攪拌混合速度可以為80-100轉(zhuǎn)/分 鐘，攪拌時(shí)間可以為20-30分鐘。
[0015] 所述的粉末冶金材料注射成型方法，步驟四中壓制成型的壓力可以為 800-900MPa。
[0016] 所述的粉末冶金材料注射成型方法，步驟五中惰性氣體可以為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0017] 所述的粉末冶金材料注射成型方法，步驟六降溫過程可以為先自然降溫至 400-500°C后，再以80-KKTC/分鐘的速度降至室溫。
[0018] 本發(fā)明提供的粉末冶金材料注射成型方法得到的粉末冶金材料密度達(dá)到了 7. 65g/cm3以上，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了 1320MPa以上，伸長(zhǎng)率達(dá)到了 4. 2-4. 5%，表面硬度達(dá)到了 700HV以上，具有良好的耐磨性與硬度，同時(shí)具有一定的延展性，可以很好地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng) 域。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 一種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0021] 步驟一，以重量份計(jì)，將40份水霧化鐵粉、20份還原鐵粉、5份不銹鋼粉、2份氧化 鋅粉和3份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為100ym的混合粉末；
[0022] 步驟二，以重量份計(jì)，將3份碳酸乙烯酯、5份2-氰基丙烯酸乙酯、2份聚乙烯醇縮 丁醛、1份丙烯酰胺和1份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，其中攪拌 速度為130轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度60°C，攪拌時(shí)間30分鐘，得到混合物一；
[0023] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二，其中攪拌混 合速度為80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為20分鐘；
[0024] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0.OlMPa的條件下，加熱到160°C下 壓制成型，壓力為800MPa，得到壓坯；
[0025] 步驟五，將壓坯在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)的條件下加熱到350°C，保持40分鐘，得到初 品；
[0026]步驟六，將初品在真空度為0.OOlMPa的條件下加熱到1150°C，保溫200分鐘，然后 降至室溫，得到粉末冶金材料。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] -種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0029] 步驟一，以重量份計(jì)，將43份水霧化鐵粉、25份還原鐵粉、6份不銹鋼粉、3份氧化 鋅粉和4份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為120ym的混合粉末；
[0030]步驟二，以重量份計(jì)，將4份碳酸乙烯酯、7份2-氰基丙烯酸乙酯、3份聚乙烯醇縮 丁醛、2份丙烯酰胺和2份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，其中攪拌 速度為135轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度66°C，攪拌時(shí)間38分鐘，得到混合物一；
[0031] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二，其中攪拌混 合速度為90轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為25分鐘；
[0032] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0. 02MPa的條件下，加熱到165°C下 壓制成型，壓力為830MPa，得到壓坯；
[0033] 步驟五，將壓坯在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)的條件下加熱到360°C，保持50分鐘，得到初 品；
[0034]步驟六，將初品在真空度為0. 002MPa的條件下加熱到1180°C，保溫220分鐘，然后 先自然降溫至450°C后，再以90°C/分鐘的速度降至室溫得到粉末冶金材料。
[0035] 實(shí)施例3
[0036] -種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0037] 步驟一，以重量份計(jì)，將46份水霧化鐵粉、25份還原鐵粉、8份不銹鋼粉、5份氧化 鋅粉和5份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為150ym的混合粉末；
[0038] 步驟二，以重量份計(jì)，將6份碳酸乙烯酯、7份2-氰基丙烯酸乙酯、5份聚乙烯醇縮 丁醛、3份丙烯酰胺和3份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，其中攪拌 速度為140轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度70°C，攪拌時(shí)間40分鐘，得到混合物一；
[0039] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二，其中攪拌混 合速度為90轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為26分鐘；
[0040] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0. 〇3MPa的條件下，加熱到175°C下 壓制成型，壓力為850MPa，得到壓坯；
[0041] 步驟五，將壓坯在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)的條件下加熱到365°C，保持50分鐘，得到初 品；
[0042]步驟六，將初品在真空度為0. 002MPa的條件下加熱到1180°C，保溫230分鐘，然后 先自然降溫至460°C后，再以90°C/分鐘的速度降至室溫得到粉末冶金材料。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 一種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0045] 步驟一，以重量份計(jì)，將48份水霧化鐵粉、30份還原鐵粉、8份不銹鋼粉、5份氧化 鋅粉和6份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為160ym的混合粉末；
[0046] 步驟二，以重量份計(jì)，將6份碳酸乙烯酯、9份2-氰基丙烯酸乙酯、5份聚乙烯醇縮 丁醛、4份丙烯酰胺和3份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，其中攪拌 速度為140轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度68°C，攪拌時(shí)間45分鐘，得到混合物一；
[0047] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二，其中攪拌混 合速度為95轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為30分鐘；
[0048] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0. 04MPa的條件下，加熱到170°C下 壓制成型，壓力為880MPa，得到壓坯；
[0049] 步驟五，將壓坯在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)的條件下加熱到370°C，保持60分鐘，得到初 品；
[0050]步驟六，將初品在真空度為0. 〇〇4MPa的條件下加熱到1180°C，保溫250分鐘，然后 先自然降溫至480°C后，再以80°C/分鐘的速度降至室溫得到粉末冶金材料。
[0051]實(shí)施例5
[0052] -種粉末冶金材料注射成型方法，按照以下步驟進(jìn)行：
[0053] 步驟一，以重量份計(jì)，將50份水霧化鐵粉、30份還原鐵粉、10份不銹鋼粉、6份氧化 鋅粉和6份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為200ym的混合粉末；
[0054] 步驟二，以重量份計(jì)，將8份碳酸乙烯酯、10份2-氰基丙烯酸乙酯、6份聚乙烯醇 縮丁醛、4份丙烯酰胺和4份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻，其中攪 拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度70°C，攪拌時(shí)間50分鐘，得到混合物一；
[0055] 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二，其中攪拌混 合速度為1〇〇轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為30分鐘；
[0056] 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0. 05MPa的條件下，加熱到180°C下 壓制成型，壓力為900MPa，得到壓坯；
[0057] 步驟五，將壓坯在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)的條件下加熱到380°C，保持60分鐘，得到初 品；
[0058] 步驟六，將初品在真空度為0. 004MPa的條件下加熱到1200°C，保溫250分鐘，然后 先自然降溫至500°C后，再以KKTC/分鐘的速度降至室溫得到粉末冶金材料。
[0059] 對(duì)以上實(shí)施例制備得到的粉末冶金材料進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 一種粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行： 步驟一，以重量份計(jì)，將40-50份水霧化鐵粉、20-30份還原鐵粉、5-10份不銹鋼粉、2-6 份氧化鋅粉和3-6份四氯化鈦粉加入到研磨機(jī)中，研磨得到粒徑為100-200 y m的混合粉 末； 步驟二，以重量份計(jì)，將3-8份碳酸乙烯酯、5-10份2-氰基丙烯酸乙酯、2-6份聚乙烯 醇縮丁醛、1-4份丙烯酰胺和1-4份甲苯二異氰酸酯加入到混合攪拌機(jī)中，攪拌混合均勻， 得到混合物一； 步驟三，將混合粉末加入到混合物一中，攪拌混合均勻得到混合物二； 步驟四，將混合物二放入模具中，在真空度為0.01-0. 〇5MPa的條件下，加熱到 160-180°C下壓制成型，得到壓坯； 步驟五，將壓坯在惰性氣體保護(hù)的條件下加熱到350-380°C，保持40-60分鐘，得到初 品； 步驟六，將初品在真空度為〇. 001-0. 〇〇4MPa的條件下加熱到1150-1200°c，保溫 200-250分鐘，然后降至室溫，得到粉末冶金材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，步驟二中攪拌混 合的條件為攪拌速度130-150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌溫度60-70°C，攪拌時(shí)間30-50分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，步驟三中攪拌混 合速度為80-100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為20-30分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，步驟四中壓制成 型的壓力為8〇〇_9〇〇MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，步驟五中惰性氣 體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料注射成型方法，其特征在于，步驟六降溫過程 先自然降溫至400-500°C后，再以80-KKTC /分鐘的速度降至室溫。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK104325141SQ201410571083
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉莉, 王爽, 劉曉東 申請(qǐng)人:蘇州萊特復(fù)合材料有限公司